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电催化乙二醇氧化制乙醇酸:机理与策略
张曼, 李雪, 彭馨玉, 王琳, 陈文文, 阳耀月
电化学(中英文)    2026, 32 (10): 2614004-.   DOI:10.61558/2993-074X.3624
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处理聚对苯二甲酸乙二醇酯废弃物既非环境友好,又损失碳资源。其经碱性解聚可得对苯二甲酸和乙二醇,利用可再生电力驱动乙二醇电催化氧化制取乙醇酸——即生物可降解聚乙醇酸的单体,是一条可持续转化路径。然而,乙二醇氧化反应存在多条竞争反应途径,既可能生成C2产物(乙醇酸和草酸),也可能生成C1产物(甲酸和二氧化碳),因此,如何实现高选择性生成乙醇酸是该领域的核心难题。本文综述了乙二醇选择性电氧化制乙醇酸的最新研究进展,重点涵盖催化剂设计策略、反应机理认识以及电解质体系的演变与发展。在催化剂设计方面,贵金属(铂、钯、金)及其复合物在碱性介质中可实现90%以上的乙醇酸选择性,法拉第效率接近95%,多主元合金为调控活性位点的电子结构提供了新机遇。借助原位衰减全反射表面增强红外吸收光谱、在线质谱和密度泛函理论计算等机理研究手段,阐明关键中间体(铂表面物种CH2OH-CHO、OCH2-CHO)及竞争活性位点,其中吸附态一氧化碳(COad)可作为反应路径的特征指示物。最后,本文讨论了该领域面临的关键挑战,指出了未来发展方向是通过开发低成本、高稳定性且高选择性的催化体系,并解决大规模生产与产物纯化关键问题。



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Figure 8. In-situ SPA-FTIR spectra of EG oxidation on the Pd electrode in 0.1 mol·L-1 NaOH with different EG concentrations[31]. (a) 2 mmol·L-1; (b) 20 mmol·L-1; (c) 0.1 mol·L-1; (d) 1 mol·L-1. Reproduced with permission from Ref. [31]. Copyright © 2013 Elsevier B.V. (e) In-situ FTIR spectra acquired on Pd electrodes under potential-step polarization in 1 mol·L-1 EG with pH values of 12, 13, 13.3, 14, 14.3 and 14.7[79]. Reproduced with permission from Ref. [79]. Copyright © 2011 Royal Society of Chemistry.
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